基于SolidWorks的齿轮参数化设计系统研究

论文摘要

齿轮是机械领域中的一种典型零件,在机械装备中具有广泛应用。但由于各种机械装备所需的齿轮型号、规格存在差异,因此齿轮的设计、生产仍以订制为主,其设计效率较低。随着三维CAD技术在机械领域的不断应用,齿轮设计也在向集成化、自动化、智能化方向发展。齿轮设计、分析、制造过程的并行化使得齿轮设计制造周期缩短,但是当前齿轮的设计计算过程仍然沿用传统的手工计算方法,从而影响齿轮设计的总体效率。另外,当前齿轮三维建模过程还存在齿廓精度低等问题。为解决上述问题,本文利用VC++6.0编程工具结合SolidWorks API接口函数,基于SolidWorsk平台开发了一套具有齿廓精确建模功能的齿轮参数化设计系统。该系统实现了直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿内齿圈齿轮、斜齿内齿圈齿轮、直齿齿轮轴、斜齿齿轮轴等六种渐开线齿轮和齿轮轴的精确建模。本系统可分为齿轮设计模块、齿轮选型模块、齿轮参数化模块、齿廓自动生成模块、FEA输出模块,此外还包括帮助文档模块。齿轮参数化模快和齿廓自动生成模块是本系统的核心模块,通过这两个模块完成了齿轮参数计算、齿坯参数化变型以及齿廓模型的自动建模等功能,实现了齿轮整体的参数化变型过程。本文应用XML语言对齿轮设计参数进行描述和存储;应用SolidWorks二次开发技术实现齿轮建模过程的自动化;应用编程法保证齿廓建模过程的精确性;采用参数化设计技术实现了齿轮模型过程的参数化和系列化。目前,该系统已在某企业试运行。运行结果表明,该系统能够减少重复性劳动,提高设计效率,而且具有较好的实用性,有效地提高了企业的设计响应能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.1.1 目前的问题
• 1.1.2 课题的研究目标
• 1.2 CAD技术概括
• 1.2.1 CAD技术现状及发展趋势
• 1.2.2 参数化设计技术
• 1.2.3 CAD二次开发技术
• 1.3 减速机齿轮参数化设计研究现状
• 1.4 课题意义
• 1.5 本文研究的主要内容
• 2 基于SolidWorks的齿轮参数化设计系统分析
• 2.1 需求分析
• 2.2 体系结构
• 2.3 模块划分
• 2.4 数据存储与表达
• 2.4.1 基于ACCESS的数据存储与表达
• 2.4.2 基于XML的数据存储与表达
• 2.5 本章小结
• 3 基于SolidWorks的齿轮参数化建模
• 3.1 齿轮参数化建模过程
• 3.2 齿坯参数化建模
• 3.2.1 参数化建模方法
• 3.2.2 齿轮齿坯参数化建模
• 3.2.3 齿轮轴参数化建模
• 3.3 齿轮齿廓的精确建模
• 3.3.1 齿轮齿廓渐开线曲线的生成原理
• 3.3.2 齿轮齿廓齿根过渡曲线的生成原理
• 3.3.3 SolidWorks中齿廓曲线的自动生成方法
• 3.3.4 SolidWorks中渐开线齿廓建模方法
• 3.5 本章小结
• 4 系统关键技术
• 4.1 基于XML的模板技术
• 4.1.1 XML技术概述
• 4.1.2 基于XML的模板技术
• 4.1.3 基于XML的齿轮设计参数的读写与保存
• 4.2 界面定制技术
• 4.3 参数化特征元建模技术
• 4.4 本章小结
• 5 系统实现与实例
• 5.1 系统开发
• 5.1.1 SolidWorks API接口
• 5.1.2 开发工具
• 5.1.3 运行环境
• 5.2 系统实现
• 5.3 实例分析
• 5.3.1 圆柱齿轮建模
• 5.3.2 内齿圈齿轮建模
• 5.3.3 齿轮轴建模
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢